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第三篇第2章习题
题3.2.1所示电路中，D|、D2为硅二极管，导通压降为0.7V。
（1）B端接地，A接5V时，V。
等于多少伏？
（2）B端接10V,A接5V时，V。
等于多少伏？
（3）B端悬空，A接5V,Vo等于多少伏？
（4）A接10k电阻，B悬空，Vo端电压等于多少伏？
Vcc=+10V
1RL=10kQ
Dl¥
A1Vq
B14^—
题图3.2.1
解：
该题在各种输入电压下，主要决定二极管导电还是不导电，然后决定输出电压，请见表。
输入
二极管工作情况
输出电压
A
B
Di
d2
Vo
5V
0V
截止
导电
0.7V
5V
10V
导电
截止
5.7V
5V
悬空
导电
截止
5.7V
10KQ
悬空
导电
截止
5.35V
题3.2.2在题3.2.1的电路中，若在A、B端加如题图3.2.2所示波形，试画出Vo端对应的波形，并标明相应的电平值。
5V
AI||I0V
5V
0V
题图3.2.2
解：
根据电路图，电路是一个“与”逻辑功能，当加上二极管导电后的压降，则输出高电平为5.7V,输出低电平时为0.7V电压。
所以波形图如图所示:
5V
ov
ov
a「\r
!
L——5V,
—_|I\*I~h
1I5.7V'1
nj
题3.2.3试写出题图3.2.3所示逻辑电路的输出函数Yi及丫2表达式，并画出相应的逻辑图形符号。
解：
这是一个射极耦合逻辑门电路（ECL）,Ti和T2的集电极和A、B间是或非逻辑关系，T3集电极和A、B间构成或逻辑关系，而T4和T5是射极输出，所以：
Yi输出是或逻辑关系，丫2是或非逻辑关系。
Y,=A+B,
y2=a+b,其逻辑符号为：
题3.2.4已知TTL反相器的电压参数为Vof芦0.8V,V°h=3V,Vth=1.4V,Von=1.8V,Vn=03V,Vcc=5V,试计算其高电平输入信号噪声容限Vnh和低电平输入信号噪声容限VNLo
解：
低电平输入信号噪声容限：
咋澹1%—4=0.8-0.3=0.5V
高电平输入噪声容限：
Vnh"暗-VIH=V0H-VOn=3.0-1.8=1.27
题3.2.5TTL门电路如题图3.2.5所示，已知门电路参数Iih/Iil=25uA/—1.5mA,Ioh/Iol=-500uA/12mA。
（1）求门电路的扇出系数No；
（2）若电路中的扇入系数N为4,则扇出系数No又应为多少？
T1?
解：
（1）低电平输出扇出系数：
Nol=—|v==4
IIL1.5x2
高电平输出扇出系数:
Noh=Fv=划、=10
IIH25x2
扇出系数为N0=4（个门）
（2）如果门的扇入为4,贝U低电平和高电平扇出分别为2和5个同类门。
扇出系数为N0=2（个门）
题3.2.6TTL门电路如题图3.2.6所示。
已知门的参数
Voh/V°l=3.6V/0.1V,VIHminA^ILmax=2.8V/0.4V,IIH/IiL=20uA/-10mAo为了实现图示的逻辑关系，试确定电阻R取值范围。
题图3.2.6
解：
这是一个门与门之间的驱动问题，前一级门的输出高电平必须大于后级输入高电平最小值，前级的输出低电平必须低于后级门的输入低电平
36V-28V
最大值，因此：
R<=20Q:
40/76?
而前级门的输出电流应该满足后级门的灌拉电流要求。
题3.2.7TTL门电路如题图3.2.7所示，已知门的参数
Voh/VOl=3.6V/0.1V,VIHmin/VILmax=2.8V/0.4V,IIH/IIL=40uA/-10mA,
Ioh/Iol=-500uA/12inAo为了实现图示逻辑关系，试确定电阻R取值范围。
题图3.2.7
解：
因为电路是直接连接到下一级，所以前级的输出电平符合后级的要求，只要考虑前级的输出电流保证能驱动后级即行。
当拉电流负载时，电阻R上只允许流过电流
2Q
。
=500—2x40〃=420必，所以电阻应小于：
R<—=6.67/TQ;而
灌电流负载时可以不考虑。
题3.2.8与非门组成如题图3.2.8所示电路。
输入为方波。
（1）若不考虑门的平均传输时间，试画出输出V。
的波形。
（2）若门的平均传输时间为tpd，且相等，试画出输出V，o和V。
的波
形。
题图3.2.8
解：
（1）不计平均传输延迟时间时的波形:
（2）当考虑门的传输延时的波形：
RJLTLTLT
UrUTLTLTL
题3.2.9试对题图3.2.9所示两种TTL门电路，画出它们在所示A、B、C等输入信号作用下的输出波形。
题图3.2.9
解：
第一个图是一个与门电路，第二个电路是一个三态输出的异或非门电路，电路中用箭头表示输入电平极性，低电平输入，低电平输出。
=A+B=AB
L2=A©5,C=0
L2=高阻态,C=1
B-rnI*：
jLT-LT
l】口口L
bIiru__LT
'II
c
!
|iii
"局阻态---E-局阻态-
题3.2.10题图3.2.10是两个用74系列门电路驱动发光二极管的电路，要求Vi=Vih或Vi=Vil时发光二极管D导通并发光。
已知发光二极管的导通电流为10mA,试问应选用（a）、（b）中的哪一个电路？
请说明理由。
（a）（b）
题图3.2.10
解：
从原理上讲，二种驱动电路都可以，但是从门电路的拉电流和灌电流能力讲，因拉电流能力弱，门电路提供不出10mA电流，灌电流能力强，所以应该是（a）电流驱动。
题3.2.11在题图3.2.11所示由两反相器输出端相接构成的逻辑电器中，若它们的输入A、B是相互交替地为逻辑1、0,并驱动管子为为饱和导电,则晶体管T］、T2的集电极电流将是:
A.0；B.Vcc/Rc；C.2Vcc/Rc；D.Vcc/2Rc。
解：
其交替输入高低电平下，Ti和T2将轮流饱和导电，所以集电极电流近似为：
C.2VCC/Rc
题3.2.12写出题图3.2.12所示门电路的输出表达式Y,并画出相应的逻辑符号。
题图3.2.12
解：
电路为4只管子并联使用，所以，该电路实现的是一个4变量的或
非逻辑功能。
即：
Y=FiF2=A+BC+D=A+B+C+D
题3.2.13写出题图3.2.13所示逻辑门电路的输出表达式F,并画出相应的逻辑符号。
题图3.2.13
解：
电路是二个TTL与非门的并联，其中的A、B、C实现与扩展，所以电路是一个与-或非功能电路。
输出逻辑关系为：
F=ABC+~DE=ABC+DE
题3.2.14已知TTL缓冲器7404（集电极开路门（OC门））的参数如下：
Voh=3.0V（max）,Vffl=2.0V；VOL=0.4V,VIL=O.8V；I°h=—250）iA,
I[H=40piA；40mA,Iil=1•6mA.
若将7个这样的OC门输出相连后，再去驱动7个标准的TTL门（74系列），试决定OC门的电源电压Vcc，及外接集电极电阻Rc。
解：
这是OC门驱动TTL门电路的问题。
7个OC门连接后的输出电流能力如下：
IoHmax=7X（_0.25）=_1.75mA,IoLmax=7X40=280mA；
则OC门输出高电平时，
题3.2.15题图3.2.15所示电路为一信息传输的总线系统，任何时刻它
只能允许有一个门驱动总线，试计算该系统最大可能连接的驱动门数目N。
设三态门输出高阻时的漏电流为40心，正常工作时I°h=—5.2mA,1田=40心。
题图3.2.15
题3.2.16现有5个集电极开路的TTL门构成的“线与”输出系统，并带有同类门6个作负载，如题图3.2.16所示。
已知V°h=2.4V,Vol=0.4V,Ioh=250）jA,IOL=16mA,IIH=40p.A,IIL=—1.6mA,VCC=5V.试选择合适的电阻Rc值.
题3.2.17对题图3.2.17所示标准TTL与非门，若B端分别接电压0V、0.2V、3.6V及5V,试问A输入端上电压表的读数各为多少？
将结果填入表中。
题图3.2.17
解：
当B端连接+5V和+3.6V的时候，电压表量到的电压近似为1.4V；当B连到+0。
2V和0V时，测到的分别是+0。
2V和0V电压。
题3.2.18题图3.2.18所示为两种门电路的电压传输特性，是在相同电
源电压下（+5V）测得的，由此可看出实线为什么门电路；而虚线则又为什
解：
实线是CMOS门电路，虚线是TTL集成逻辑运门电路。
题3.2.19试写出题图3.2.19所示CMOS逻辑电路的输出（P,F）表达式，输入变量为A、B、C,并画出相应的逻辑符号。
题图3.2.19
解：
因CMOS门电路中的NMOS和PMOS是成对出现的特点，所以下列几点的逻辑关系分别是:
D=A+B,P=AB+D,
F=PC=0C=1
F=高阻态C=1C=0
题3.2.20试写出题图3.2.20所示CMOS逻辑电路的输出（P、Q）表达式，输入变量为A、B、C、D及E；并画出相应逻辑符号.
题图3.2.20
解：
因为CMOS中的PMOS和NMOS管总是成对出现的，而P和Q经传输门门控制，所以有表达式；
Q=PE=AB+CD.E
题3.2..21对于题图3.2..21所示逻辑电路，当用TTL器件构成时，其输出逻辑关系为匕=云+万C；当用CMOS器件构成时，输出yc=1.
题图3.2..21
题32.22试分析题图3.2..22（a）、（b）所示电路的逻辑功能。
写出Y-Y2的逻辑表达式。
图中的门电路均为CMOS门电路，这种连接方式能否用
于TTL门电路?
题图3.2..22
解：
根据电路有Yi和丫2表达式：
Yx=ABC+DEF=ABCDEF
Y2=A+B+C•D+E+F=A+B+C+D+E+F
这是一种“与”和“或”输入端的扩展电路。
这种连接不适用TTL电路，因为对（a）电路讲，输出高电平会下降一个二极管的压降。
对（b）电路讲使输出低电平升高了一个二极管的压降。
题3.2..23门电路组成的逻辑电路如题图3.2..23所示，请写出Fi、F2的逻辑表达式。
当输入图示信号波形时，画出Fi、F2端的输出波形。
b——
CI
题图3.2..23
解：
写方程时应该注意三态门的控制关系。
F,=ABC+BC=AB+BC
F2=（A©B）C+BC=AC+BC
其Fi和F2的波形为：
题32.24CMOS器件4007的内部电路和引出端如题图3.2..24所示,请用4007电路接成：
（1）3个反相器；
（2）—个3输入端的或非门；（3）一个3输入端的与非门；（4）传输门。
题图3.2..24
解：
接成CMOS反相器、三输入或非门、三输入与非门和传输门分别如图（a）、（b）、（c）和（d）所示：
题32.25试分析题图32.25所示电路，写出各输出函数L。
，L”L2,L3的逻辑表达式。
题图32.25二极管逻辑电路
解：
这是一个二极管的只读存储器电路，由二极
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